【題目】氫能被視為21世紀(jì)最具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉矗_發(fā)新型儲氫材料是氫能利用的重要研究方向。

Ⅰ.化合物A(H3BNH3)是一種潛在的儲氫材料，可由六元環(huán)狀物質(zhì)(HB=NH)3通過如下反應(yīng)制得：3CH4+2(HB=NH)3+6H2O=3CO2+6H3BNH3

請回答下列問題：

（1）基態(tài)B原子的價電子排布式為___，B、C、N、O第一電離能由大到小的順序?yàn)?/span>___，CH4、H2O、CO2的鍵角按照由大到小的順序排列為___。

（2）與(HB=NH)3互為等電子體的有機(jī)分子為___(填分子式)。

Ⅱ.氫氣的安全貯存和運(yùn)輸是氫能應(yīng)用的關(guān)鍵。

（1）印度尼赫魯先進(jìn)科學(xué)研究中心的Datta和Pati等人借助ADF軟件對一種新型環(huán)烯類儲氫材料(C16S8)進(jìn)行研究，從理論角度證明這種材料的分子呈平面結(jié)構(gòu)(如圖1)，每個雜環(huán)平面上下兩側(cè)最多可吸附10個H2分子。

①C16S8分子中C原子和S原子的雜化軌道類型分別為___。

②相關(guān)鍵長數(shù)據(jù)如表所示：

化學(xué)鍵

C—S

C=S

C16S8中碳硫鍵

鍵長/pm

181

155

176

從表中數(shù)據(jù)可以看出，C16S8中碳硫鍵鍵長介于C—S鍵與C=S鍵之間，原因可能是___。

③C16S8與H2微粒間的作用力是___。

（2）具有儲氫功能的銅合金晶體具有立方最密堆積的結(jié)構(gòu)，晶胞中Cu原子位于面心，Ag原子位于頂點(diǎn)，氫原子可進(jìn)入到由Cu原子與Ag原子構(gòu)成的四面體空隙中。若將Cu原子與Ag原子等同看待，該晶體儲氫后的晶胞結(jié)構(gòu)與CaF2(晶胞結(jié)構(gòu)如圖2)相似，該晶體儲氫后的化學(xué)式為___。

（3）MgH2是金屬氫化物儲氫材料，其晶胞如圖3所示，已知該晶體的密度為ag·cm-3，則晶胞的體積為___cm3(用含a、NA的代數(shù)式表示，NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值)。

【答案】2s22p1 N>O>C>B CO2>CH4>H2O C6H6 sp2、sp3 C16S8分子中的碳硫鍵具有一定程度的雙鍵性質(zhì) 范德華力 Cu3AgH8

【解析】

Ⅰ. (1) 基態(tài)B原子的價電子為其2s、2p能級上的電子，根據(jù)構(gòu)造原理書寫該原子價電子排布式；同一周期元素第一電離能隨著原子序數(shù)增大而呈增大趨勢，但是第IIA族、第V A族第一電離能大于其相鄰元素；CH4、H2O、CO2的空間構(gòu)型分別是正四面體、V形、直線形，排斥力：孤電子對之間的排斥力>孤電子對和成鍵電子對之間的排斥力>成鍵電子對之間的排斥力；

(2)與(HB=NH) 3互為等電子體分子中含有12個原子、價電子數(shù)是30；

II. (1) ①C16S8分子中C原子和S原子的價層電子對個數(shù)分別是3、4，根據(jù)價層電子對互斥理論判斷原子雜化類型；

②C16S8分子中的碳硫鍵具有一定程度的雙鍵性質(zhì)；

③分子之間存在分子間作用力；

(2) 銅原子數(shù)＝6×＝3，銀原子數(shù)＝8×＝1，H原子個數(shù)為8；

(3) 該晶胞中Mg原子數(shù)＝8×＋1＝2，H原子數(shù)＝2＋4×＝4，則該晶胞中含2個MgH2，晶胞體積=。

Ⅰ(1).基態(tài)B原子的價電子排布式為2s22p1；一般情況下，同周期主族元素從左到右元素的第一電離能呈增大趨勢，但是由于N原子的2p軌道上的電子處于半充滿的穩(wěn)定狀態(tài)，所以其第一電離能比O原子的大，因此，元素第一電離能由大到小的順序?yàn)?/span>N>O>C>B；CH4是正四面體形分子，鍵角為109°28′，H2O是V形分子，鍵角為105°，CO2是直線形分子，鍵角為180°，因此三者鍵角按照由大到小的順序排列為CO2>CH4>H2O；故答案為：2s22p1；N>O>C>B；CO2>CH4>H2O；

(2).與(HB=NH)3互為等電子體的有機(jī)分子為C6H6，故答案為C6H6；

Ⅱ(1).①根據(jù)圖1可知，C原子采取sp2雜化，S原子采取sp3雜化，故答案為：sp2、sp3；

②C16S8分子中的碳硫鍵具有一定程度的雙鍵性質(zhì)，從而導(dǎo)致C16S8中碳硫鍵鍵長介于C—S鍵與C===S鍵之間；故答案為：C16S8分子中的碳硫鍵具有一定程度的雙鍵性質(zhì)；

③C16S8與H2微粒間的作用力為范德華力，故答案為：范德華力；

(2).根據(jù)題意知，該晶胞中銅原子數(shù)＝6×＝3，銀原子數(shù)＝8×＝1，氫原子可進(jìn)入到由Cu原子與Ag原子構(gòu)成的四面體空隙中，則H原子位于該晶胞內(nèi)部，儲氫后該晶胞中含有8個H，則該晶體儲氫后的化學(xué)式為Cu3AgH8，故答案為：Cu3AgH8；

(3).該晶胞中Mg原子數(shù)＝8×＋1＝2，H原子數(shù)＝2＋4×＝4，則該晶胞中含2個MgH2，該晶胞的體積V＝cm3；故答案為：。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】用乙醇燃料電池作為電源電解KI溶液的裝置如下圖所示，下列說法正確的是（ ）

A.甲池中OH-流向b極，乙池中OH-流向c極

B.a極的電極反應(yīng)方程為：CH3CH2OH-12e-+3H2O=2CO2+12H+

C.已知I2會與OH-產(chǎn)生IO-，則在乙池的右側(cè)會存在IO-

D.當(dāng)乙池產(chǎn)生2mol氣體時，則線路中轉(zhuǎn)移2mole-

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】研究氮及其化合物對化工生產(chǎn)有重要意義。

(1)已知：①N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH1

②2NH3(g)N2(g)+3H2(g) △H2

③2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H3

則熱化學(xué)方程式：4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(g)△H=__(用△H1、△H2、△H3表示)。

(2)在2L密閉絕熱容器中，投入4mol N2和6mol H2，在一定條件下生成NH3，測得不同溫度下，平衡時NH3的物質(zhì)的量數(shù)據(jù)如下表：

溫度/K

T1

T2

T3

T4

n(NH3)/mol

3.6

3.2

2.8

2.0

①下列能說明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是__。

A．3v正(H2)=2v逆(NH3) B．容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)不變

C．混合氣體的密度不變 D．混合氣的溫度保持不變

②溫度T1__(填“>”<”或“=”)T3。

③在T3溫度下，達(dá)到平衡時N2的轉(zhuǎn)化率為__。

(3)N2O4為重要的火箭推進(jìn)劑之一。N2O4與NO2轉(zhuǎn)換的熱化學(xué)方程式為N2O4(g)2NO2(g) △H。上述反應(yīng)中，正反應(yīng)速率v正=k正·p(N2O4)，逆反應(yīng)速率v逆=k逆·p2(NO2)，其中k正、k逆為速率常數(shù)，則該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)Kp為__(以k正、k逆表示)。若將一定量N2O4投入真空容器中恒溫恒壓分解(溫度298K、壓強(qiáng)110kPa)，已知該條件下k逆=5×102kPa-1·s-1，當(dāng)N2O4分解10%時，v逆=__kPa·s-1。

(4)以連二亞硫酸鹽(S2O42-)為還原劑脫除煙氣中的NO，并通過電解再生，裝置如圖。陰極的電極反應(yīng)式為__，電解槽中的隔膜為__(填“陽”或“陰”)離子交換膜。每處理1mol NO，電路中通過電子的物質(zhì)的量為__。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】下列說法正確的是

A.測定鹽酸和NaOH溶液反應(yīng)的中和熱時，每次實(shí)驗(yàn)均應(yīng)測量三個溫度，即鹽酸的起始溫度、NaOH溶液的起始溫度和反應(yīng)體系的最高溫度

B.HCl和NaOH反應(yīng)的中和熱ΔH=57.3 kJ·mol1，則稀H2SO4和稀Ca(OH)2溶液反應(yīng)的中和熱 ΔH=2×57.3 kJ·mol1

C.燃燒熱是指在101 kPa時可燃物完全燃燒時所放出的熱量

D.S燃燒熱的熱化學(xué)方程式為S(s)+O2(g)=SO3(g) ΔH=315 kJ·mol-1

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】電離平衡常數(shù)是衡量弱電解質(zhì)電離程度強(qiáng)弱的量。已知如表數(shù)據(jù)。

化學(xué)式

電離平衡常數(shù)(25℃)

HCN

K=4.9×10-10

CH3COOH

K=1.8×10-5

H2CO3

K1=4.3×10-7、K2=5.6×10-11

(1)25 ℃時，有等濃度的NaCN溶液、Na2CO3溶液、CH3COONa溶液，三種溶液的pH由大到小的順序?yàn)?/span>__________________。

(2)25 ℃時，pH=3的CH3COOH溶液和pH=11的NaOH溶液混合，若所得溶液顯酸性，則c(Na＋)__________c(CH3COO－)(填“>”、“<”或“=”)。

(3)NaCN溶液中通入少量CO2，所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________。

(4)25 ℃時， pH=8的CH3COONa溶液中，c(Na＋)-c(CH3COO-)=___________。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】下列說法正確的是

A.室溫時，Ka=1×10-5濃度為0.1mol/L的HA溶液，pH=3

B.將pH=2的HCl溶液和pH=4的H2SO4溶液等體積混合，所得溶液pH=3

C.0.1 mol/L氨水和0.1 mol/L NH4Cl溶液等體積混合后所得溶液pH>7，則c(NH4＋) < c(NH3·H2O)

D.向0.1 mol/L、pH=1的NaHA溶液中加入NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式為：HA－+ OH－ = H2O + A2-

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】在36 g碳不完全燃燒所得氣體中，CO占體積，CO2占體積。且有：

C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH＝－110.5 kJ·mol－1

CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－283 kJ·mol－1

與這些碳完全燃燒相比，損失的熱量是

A. 172.5 kJ B. 1 149 kJ C. 283 kJ D. 517.5 kJ

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】下列有關(guān)水溶液中的平衡相關(guān)的問題，請?zhí)羁?/span>

（1）已知常溫下，將氯化鋁溶液和碳酸鈉溶液混合，有白色沉淀產(chǎn)生，寫出反應(yīng)離子方程式______________

（2）體積均為100 mL、pH均為2的CH3COOH與一元酸HX，加水稀釋過程中pH與溶液體積的關(guān)系如圖所示。同濃度，同體積的CH3COONa與NaX溶液，離子總數(shù)目: CH3COONa溶液_______NaX溶液（填＞，＜，＝）

（3）電離平衡常數(shù)是衡量弱電解質(zhì)電離程度強(qiáng)弱的物理量。已知：

化學(xué)式

電離常數(shù)(25 ℃)

HCN

K＝4.9×10－10

CH3COOH

K＝1.8×10－5

①25℃時，濃度均為0.01 mol·L－1 HCN和NaCN混合溶液顯_____性（填酸，堿，中）。溶液中HCN濃度_________CN-濃度（填＞，＜，＝）

②25 ℃時，在CH3COOH與CH3COONa的混合溶液中，若測得pH＝6，則溶液中＝____。

（4）在25°C下，將x mol·L-1的氨水與y mol·L-1的鹽酸等體積混合，反應(yīng)后溶液中顯中性，則c（NH4＋）____c（Cl－）（填“>” 、“<” 或“=” ）；用含x和y的代數(shù)式表示出氨水的電離平衡常數(shù)______。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】下列關(guān)于電化學(xué)的實(shí)驗(yàn)事實(shí)正確的是（ ）

出現(xiàn)環(huán)境

實(shí)驗(yàn)事實(shí)

A

以稀H2SO4為電解質(zhì)的Cu－Zn原電池

Cu為正極，正極上發(fā)生還原反應(yīng)

B

電解CuCl2溶液

電子經(jīng)過負(fù)極→陰極陽極→正極

C

弱酸性環(huán)境下鋼鐵腐蝕

負(fù)極處產(chǎn)生H2，正極處吸收O2

D

將鋼閘門與外加電源負(fù)極相連

犧牲陽極陰極保護(hù)法，可防止鋼閘門腐蝕

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同步練習(xí)冊答案